一种醇类汽油用多功能助剂及其制备方法
技术领域
本发明属于汽油添加剂的技术领域,具体涉及一种醇类汽油用多功能助剂及其制备方法。
背景技术
随着汽车保有量的持续增长,巨大的燃油消耗不仅对日益枯竭的石油能源造成巨大的压力,同时,燃油燃烧后容易产生污染环境的毒素气体,大量燃油燃烧不当所排出的污染物已成为威胁人类生存的主要因素。醇类燃料是一种再生的原料,它可以从粮食、木材、煤炭、植物秸杆、天然气、马铃薯等原料中提炼或合成。醇类燃料与石油(烃类)燃料相比,具有极大的竞争优势,因此醇类燃料被认为内燃机的一种有前途的、清洁的代用燃料。
目前已开发的醇类汽油还存在各种问题,如燃料热值低,各原料相溶不好,燃料遇水容易分层,醇类具有腐蚀性,对橡胶有溶胀等。另外,现有技术中的醇类汽油燃料还存在氧化安定性差的问题。燃料氧化安定性差则在贮存和使用过程中容易发生氧化反应,会出现颜色变深、生成粘稠状沉淀物的现象,容易在燃烧过程中产生胶质、积碳。这将会对汽车造成严重的危害,如:在油箱、滤网、汽化器中形成粘稠的胶状物,严重时会堵塞喷油嘴,中断供油;沉积在火花塞上的胶质在高温下会形成积炭而引起短路;沉积在进、排气阀门上会结焦,导致阀门关闭不严,甚至卡住气门使之完全失灵;沉积在气缸盖和活塞上将形成积炭,造成气缸散热不良、温度升高,产生表面燃烧或爆震现象,降低发动机功率,增加耗油量,严重时冷热车均出现发动机异响,怠速抖动,动力严重不足,甚至发动机无法启动。
同时,醇类汽油不完全燃烧易形成非常规污染排放物,如醛类(甲醛等)和酸类(甲酸等)。醛类的排放比常规汽油车排放高,容易造成汽车三元催化器中毒增溶;酸类对橡胶塑料也有腐蚀溶胶作用,而发动机燃料系统许多部件都是橡胶、塑料等材料制成,甲酸的腐蚀溶胶容易降低了某些部件的使用寿命。醇类汽油与水接触后,容易产生分层,使醇类燃料不能正常燃烧。以上问题在现有技术中均未能得到很好解决。
发明内容
本发明的目的是为解决现有技术中存在的上述问题,提供一种醇类汽油用多功能助剂及其制备方法,本发明提供的醇类汽油用多功能助剂能解决现有的醇类汽油中的热值低,遇水容易分层,醇类具有腐蚀性,对橡胶有溶胀、使用时容易产生胶质等问题。本发明提供的醇类汽油用多功能助剂在使用时直接加入醇类汽油中即可,使用方法简单。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种醇类汽油用多功能助剂,由下述重量份的原料组成:活性戊醇25-30份,正丙醇10-20份,邻苯二甲酸二异辛酯10-15份,三硝基苯酚8-10份,甲基乙基酮5-8份,异丙醇5-8份,碳酰胺6-10份,脂肪酸甘油酯2-5份,蓖麻油聚氧乙烯醚2-5份,二乙二醇二苯甲酸酯3-5份,乳酸3-5份,对羟基二苯胺5-10份。
作为优选,所述的醇类汽油用多功能助剂由下述重量份的原料组成:活性戊醇26-28份,正丙醇15-17份,邻苯二甲酸二异辛酯12-14份,三硝基苯酚8-10份,甲基乙基酮6-8份,异丙醇5-7份,碳酰胺7-9份,脂肪酸甘油酯2-4份,蓖麻油聚氧乙烯醚3-5份,二乙二醇二苯甲酸酯3-5份,乳酸3-5份,对羟基二苯胺6-7份。
作为优选,所述的醇类汽油用多功能助剂由下述重量份的原料组成:活性戊醇27份,正丙醇16份,邻苯二甲酸二异辛酯13份,三硝基苯酚9份,甲基乙基酮7份,异丙醇6份,碳酰胺8份,脂肪酸甘油酯3份,蓖麻油聚氧乙烯醚4份,二乙二醇二苯甲酸酯4份,乳酸4份,对羟基二苯胺6份。
作为优选,所述的醇类汽油用多功能助剂由下述重量份的原料组成:活性戊醇26份,正丙醇15份,邻苯二甲酸二异辛酯12份,三硝基苯酚8份,甲基乙基酮6份,异丙醇5份,碳酰胺7份,脂肪酸甘油酯2份,蓖麻油聚氧乙烯醚3份,二乙二醇二苯甲酸酯3份,乳酸3份,对羟基二苯胺6份。
作为优选,所述的醇类汽油用多功能助剂由下述重量份的原料组成:活性戊醇28份,正丙醇17份,邻苯二甲酸二异辛酯14份,三硝基苯酚10份,甲基乙基酮8份,异丙醇7份,碳酰胺9份,脂肪酸甘油酯4份,蓖麻油聚氧乙烯醚5份,二乙二醇二苯甲酸酯5份,乳酸5份,对羟基二苯胺7份。
所述的醇类汽油用多功能助剂的制备方法,包括如下步骤:
S1、按照重量份数称取活性戊醇、正丙醇、对羟基二苯胺和二乙二醇二苯甲酸酯,搅拌均匀,得到助剂A;
S2、向步骤S1所得的助剂A中加入脂肪酸甘油酯和蓖麻油聚氧乙烯醚,搅拌均匀,得到助剂B;
S3、边搅拌边向步骤S2所得的助剂B中依次加入邻苯二甲酸二异辛酯、三硝基苯酚、甲基乙基酮和异丙醇,搅拌均匀后,得到助剂C;
S4、向步骤S3所得的助剂C中加入碳酰胺和乳酸,搅拌均匀,即可得到醇类汽油用多功能助剂。
进一步的,步骤S1中,搅拌过程中的温度为50~55℃,搅拌时间为20~30min。
进一步的,步骤S2中,搅拌过程中的温度为45~50℃,搅拌时间为12~16min。
进一步的,步骤S3中,搅拌过程中的温度为40~50℃,搅拌时间为30~40min。
进一步的,步骤S4中,搅拌过程中的温度为35~45℃,搅拌时间为15~20min。
在本发明中加入的活性戊醇和正丙醇,不仅能提高燃油的热值,而且在调和燃油的时候能对各原料间起到增溶的作用,使各原料相互间混合的更均匀,混合后状态稳定,不会出现分层或沉淀现象。
在本发明中,邻苯二甲酸二异辛酯和三硝基苯酚具有增强燃烧值的作用。目前醇类汽油一般通过添加助燃剂来提高燃料的热值,常用的助燃剂主要是二茂铁金属添加剂,它加入汽油中后可提高汽油的辛烷值,起到提升发动机燃烧效率和燃烧温度,增加发动机缸内压力和提高发动机功率的作用。但是,二茂铁等金属添加剂会对发动机产生较大的危害,所以不推荐使用的。本发明中的三硝基苯酚作为汽车燃料燃值增强剂具有高氧含量、优良的提高辛烷值作用、无相分离、低毒和快速生物降解性等性质,使汽车燃料达到同等氧含量时使用的三硝基苯酚的量比常用的甲基叔丁基醚(MTBE)少约2倍,从而降低了汽车尾气中碳氢化合物、一氧化碳和甲醛的排放总量,此外还克服了常用汽油添加剂易溶于水、污染地下水源的缺点。三硝基苯酚和邻苯二甲酸二异辛酯相配合作燃值增强剂,能使醇类汽油燃烧更充分,更环保,助燃效果更明显,且燃烧不冒黑烟,并且可使氮氧化物和碳烟粒子的排放量降低。
在本发明中,通过甲基乙基酮和异丙醇的配合使用,能使燃料持续稳定燃烧,使发动机工作稳定,不会出现爆震现象,且工作噪声小。
醇类汽车燃烧后会产生少量醛类(如甲醛)或酸类(甲酸),因此具有一定的腐蚀性和溶胀性。本发明通过添加一定量的碳酰胺,能有效中和上述对橡胶制品产生腐蚀或溶胀的物质,防止汽车部件受到腐蚀,保证汽车的正常使用,延长汽车的寿命。
醇类汽油具有极易吸水的特性,当气温降低或轻烃溶剂油及其它助剂因水份超过一定指标后,易出现液相分离,从而导致影响汽油的正常使用,本发明添加了脂肪酸甘油酯、蓖麻油聚氧乙烯醚,通过两者的配合,能把醇类汽油中的水进行乳化,使每个小水滴外裹一层油膜,使乙醇汽油不易发生相分离,保证醇类汽油的正常燃烧与使用。
在醇类汽油中,芳香烃、醇醚类物质对橡胶有较强的溶胀作用,时间久了会使各种接触到含该类(芳烃、醇醚)油品的橡胶制品(密封圈、垫、容器)溶胀,严重时会出现漏油、堵塞现象。本发明通过加入二乙二醇二苯甲酸酯和乳酸,两者配合能有效的提高抗溶胀性和耐寒性。
诱导期是在加速氧化条件下评定汽油燃料氧化安定性的指标之一,它表示车用燃油在贮存时氧化并生成胶质的倾向。通常认为,燃油的诱导期越长,其生成胶质的倾向越小,抗氧化安定性越好。但并非所有燃油都这样,不同化学组成的汽油发生氧化形成胶质的过程差别很大。有的汽油燃料形成胶质的过程以吸氧的氧化反应为主,其诱导期可反映油品的贮存安定性。但有的汽油燃料形成胶质的过程以缩合和聚合反应为主,其诱导期就不能真实地反映油品的贮存安定性。
本发明通过在燃油中添加对羟基二苯胺,以延长汽油诱导期来防止胶质生成。对羟基二苯胺特别适合用作醇类汽油助剂,能有效阻止烯烃氧化产生凝胶,从而避免油品使用过程中在燃烧室、活塞顶、汽缸盖等部位产生积炭。
本发明提供的醇类汽油用多功能助剂,直接添加入醇类汽油中即可使用,添加量优选质量比为类汽油用多功能助剂:醇类汽油=0.3~1:100。
有益效果:
(1)本多功能助剂能解决醇类汽油的燃烧热值低的问题,且可以直接使用,不需要对发动机做任何的改动,具有稳定性好、动力性强,油耗少的特点,添加了本多功能助剂的醇类汽油对比普通汽油,能降低油耗12%以上。
(2)本发明的醇类汽油用多功能助剂能提高燃油的抗相分离作用,并且稳定性好,长时间存放也不发生相分离和沉淀现象,解决醇类汽油容易分层的问题,添加在醇类汽油中能充分保障醇类汽油的燃烧使用效果。
(3)本多功能助剂能有效防止汽车内的橡胶部件的溶胀,并且能有效的防止燃油发生氧化反应,避免生成粘稠状沉淀物的现象,显著减少产生胶质、积碳等情况,减少了胶质对汽车造成的危害,延长汽车寿命。
(4)本发明提供特定组分及配比,具体多种功能及保护作用,通过特殊的工艺能使各原料混合的更好并且使各原料间产生相互协作的作用,使用在醇类汽油中能提高醇类汽油的各方面性能。本发明的制备方法简单易行,加工过程不需要特殊设备,能降低成本。本发明可直接添加入醇类汽油中使用,方便简单,效果显著,醇类汽油加入本多功能助剂后各方面的性能显著提升,能解决目前醇类汽油存在的各种问题,并且环境友好,经济可行,可以作为汽油的代用燃料,可解决日益枯竭的石油能源问题。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种醇类汽油用多功能助剂,由下述重量份的原料组成:活性戊醇27份,正丙醇16份,邻苯二甲酸二异辛酯13份,三硝基苯酚9份,甲基乙基酮7份,异丙醇6份,碳酰胺8份,脂肪酸甘油酯3份,蓖麻油聚氧乙烯醚4份,二乙二醇二苯甲酸酯4份,乳酸4份,对羟基二苯胺6份。
上述的醇类汽油用多功能助剂的制备方法,包括如下步骤:
S1、按照重量份数称取活性戊醇、正丙醇、对羟基二苯胺和二乙二醇二苯甲酸酯,搅拌均匀,搅拌过程中的温度为52℃,搅拌时间为25min,得到助剂A;
S2、向步骤S1所得的助剂A中加入脂肪酸甘油酯和蓖麻油聚氧乙烯醚,搅拌均匀,搅拌过程中的温度为48℃,搅拌时间为15min,得到助剂B;
S3、边搅拌边向步骤S2所得的助剂B中依次加入邻苯二甲酸二异辛酯、三硝基苯酚、甲基乙基酮和异丙醇,搅拌均匀后,搅拌过程中的温度为45℃,搅拌时间为35min,得到助剂C;
S4、向步骤S3所得的助剂C中加入碳酰胺和乳酸,搅拌均匀,搅拌过程中的温度为38℃,搅拌时间为18min,即可得到醇类汽油用多功能助剂。
将所制备得到的醇类汽油用多功能助剂加入醇类汽油后对醇类汽油进行试验,添加的比例(重量)如下:醇类汽油用多功能助剂:醇类汽油=0.5:100,试验结果见表1。
表1
从表1可以看出,添加了本实施例制备出的醇类汽油用多功能助剂的醇类汽油各方面性能较好,可代替汽油使用。
对胶质留存量进行检验:分别取100g添加了本醇类汽油用多功能助剂的醇类汽油和未添加醇类汽油用多功能助剂的醇类汽油进行燃烧,燃烧后取未烧尽的物质称量,得到胶质留存量,做三次以上,取平均值,得到胶质留存量为:添加了本醇类汽油用多功能助剂的醇类汽油为0.8mg,未添加醇类汽油用多功能助剂的醇类汽油3.1mg。添加了本实施例制备得到的醇类汽油用多功能助剂的醇类汽油试验得到的胶质存留量远低于未添加本醇类汽油用多功能助剂的醇类汽油的胶质存留量,因此本多功能助剂抗氧防胶的效果显著。
实施例2
一种醇类汽油用多功能助剂,由下述重量份的原料组成:活性戊醇26份,正丙醇15份,邻苯二甲酸二异辛酯12份,三硝基苯酚8份,甲基乙基酮6份,异丙醇5份,碳酰胺7份,脂肪酸甘油酯2份,蓖麻油聚氧乙烯醚3份,二乙二醇二苯甲酸酯3份,乳酸3份,对羟基二苯胺6份。
上述的醇类汽油用多功能助剂的制备方法,包括如下步骤:
S1、按照重量份数称取活性戊醇、正丙醇、对羟基二苯胺和二乙二醇二苯甲酸酯,搅拌均匀,搅拌过程中的温度为50℃,搅拌时间为30min,得到助剂A;
S2、向步骤S1所得的助剂A中加入脂肪酸甘油酯和蓖麻油聚氧乙烯醚,搅拌均匀,搅拌过程中的温度为45℃,搅拌时间为16min,得到助剂B;
S3、边搅拌边向步骤S2所得的助剂B中依次加入邻苯二甲酸二异辛酯、三硝基苯酚、甲基乙基酮和异丙醇,搅拌均匀后,搅拌过程中的温度为40℃,搅拌时间为40min,得到助剂C;
S4、向步骤S3所得的助剂C中加入碳酰胺和乳酸,搅拌均匀,搅拌过程中的温度为35℃,搅拌时间为20min,即可得到醇类汽油用多功能助剂。
将所制备得到的醇类汽油用多功能助剂加入醇类汽油后对醇类汽油进行试验,添加的比例(重量)为醇类汽油用多功能助剂:醇类汽油=0.6:100,试验结果见表2。
表2
从表2可以看出,添加了本实施例制备出的醇类汽油用多功能助剂的醇类汽油各方面性能较好,可代替汽油使用。
对胶质留存量进行检验:分别取100g添加了本醇类汽油用多功能助剂的醇类汽油和未添加醇类汽油用多功能助剂的醇类汽油进行燃烧,燃烧后取未烧尽的物质称量,得到胶质留存量,做三次以上,取平均值,得到胶质留存量为:添加了本醇类汽油用多功能助剂的醇类汽油1.2mg,未添加醇类汽油用多功能助剂的醇类汽油3.7mg。添加了本实施例制备得到的醇类汽油用多功能助剂的醇类汽油试验得到的胶质存留量远低于未添加本醇类汽油用多功能助剂的醇类汽油的胶质存留量。
实施例3
一种醇类汽油用多功能助剂,由下述重量份的原料组成:活性戊醇28份,正丙醇17份,邻苯二甲酸二异辛酯14份,三硝基苯酚10份,甲基乙基酮8份,异丙醇7份,碳酰胺9份,脂肪酸甘油酯4份,蓖麻油聚氧乙烯醚5份,二乙二醇二苯甲酸酯5份,乳酸5份,对羟基二苯胺7份。
上述的醇类汽油用多功能助剂的制备方法,包括如下步骤:
S1、按照重量份数称取活性戊醇、正丙醇、对羟基二苯胺和二乙二醇二苯甲酸酯,搅拌均匀,搅拌过程中的温度为55℃,搅拌时间为20min,得到助剂A;
S2、向步骤S1所得的助剂A中加入脂肪酸甘油酯和蓖麻油聚氧乙烯醚,搅拌均匀,搅拌过程中的温度为50℃,搅拌时间为12min,得到助剂B;
S3、边搅拌边向步骤S2所得的助剂B中依次加入邻苯二甲酸二异辛酯、三硝基苯酚、甲基乙基酮和异丙醇,搅拌均匀后,搅拌过程中的温度为50℃,搅拌时间为30min,得到助剂C;
S4、向步骤S3所得的助剂C中加入碳酰胺和乳酸,搅拌均匀,搅拌过程中的温度为45℃,搅拌时间为15min,即可得到醇类汽油用多功能助剂。
将所制备得到的醇类汽油用多功能助剂加入醇类汽油后对醇类汽油进行试验,添加的比例(重量)为醇类汽油用多功能助剂:醇类汽油=0.3:100,试验结果见表3。
表3
从表3可以看出,添加了本实施例制备出的醇类汽油用多功能助剂的醇类汽油各方面性能较好,可代替汽油使用。
对胶质留存量进行检验:检验方法同实施例1,得到胶质留存量为:添加了本醇类汽油用多功能助剂的醇类汽油1.7mg,未添加醇类汽油用多功能助剂的醇类汽油3.9mg。
实施例4
一种醇类汽油用多功能助剂,由下述重量份的原料组成:活性戊醇25份,正丙醇10份,邻苯二甲酸二异辛酯10份,三硝基苯酚8份,甲基乙基酮5份,异丙醇5份,碳酰胺6份,脂肪酸甘油酯2份,蓖麻油聚氧乙烯醚2份,二乙二醇二苯甲酸酯3份,乳酸3份,对羟基二苯胺5份。
上述的醇类汽油用多功能助剂的制备方法,包括如下步骤:
S1、按照重量份数称取活性戊醇、正丙醇、对羟基二苯胺和二乙二醇二苯甲酸酯,搅拌均匀,搅拌过程中的温度为53℃,搅拌时间为22min,得到助剂A;
S2、向步骤S1所得的助剂A中加入脂肪酸甘油酯和蓖麻油聚氧乙烯醚,搅拌均匀,搅拌过程中的温度为47℃,搅拌时间为14min,得到助剂B;
S3、边搅拌边向步骤S2所得的助剂B中依次加入邻苯二甲酸二异辛酯、三硝基苯酚、甲基乙基酮和异丙醇,搅拌均匀后,搅拌过程中的温度为46℃,搅拌时间为34min,得到助剂C;
S4、向步骤S3所得的助剂C中加入碳酰胺和乳酸,搅拌均匀,搅拌过程中的温度为39℃,搅拌时间为17min,即可得到醇类汽油用多功能助剂。
将所制备得到的醇类汽油用多功能助剂加入醇类汽油后对醇类汽油进行试验,添加的比例(重量)为醇类汽油用多功能助剂:醇类汽油=0.7:100,试验结果见表4。
表4
从表4可以看出,添加了本实施例制备出的醇类汽油用多功能助剂的醇类汽油各方面性能较好,可代替汽油使用。
对胶质留存量进行检验:检验方法同实施例1,得到胶质留存量为:添加了本醇类汽油用多功能助剂的醇类汽油0.9mg,未添加醇类汽油用多功能助剂的醇类汽油3.8mg。
实施例5
一种醇类汽油用多功能助剂,由下述重量份的原料组成:活性戊醇30份,正丙醇20份,邻苯二甲酸二异辛酯15份,三硝基苯酚10份,甲基乙基酮8份,异丙醇8份,碳酰胺10份,脂肪酸甘油酯5份,蓖麻油聚氧乙烯醚5份,二乙二醇二苯甲酸酯5份,乳酸5份,对羟基二苯胺10份。
上述的醇类汽油用多功能助剂的制备方法,包括如下步骤:
S1、按照重量份数称取活性戊醇、正丙醇、对羟基二苯胺和二乙二醇二苯甲酸酯,搅拌均匀,搅拌过程中的温度为52℃,搅拌时间为28min,得到助剂A;
S2、向步骤S1所得的助剂A中加入脂肪酸甘油酯和蓖麻油聚氧乙烯醚,搅拌均匀,搅拌过程中的温度为48℃,搅拌时间为13min,得到助剂B;
S3、边搅拌边向步骤S2所得的助剂B中依次加入邻苯二甲酸二异辛酯、三硝基苯酚、甲基乙基酮和异丙醇,搅拌均匀后,搅拌过程中的温度为43℃,搅拌时间为38min,得到助剂C;
S4、向步骤S3所得的助剂C中加入碳酰胺和乳酸,搅拌均匀,搅拌过程中的温度为40℃,搅拌时间为17min,即可得到醇类汽油用多功能助剂。
将所制备得到的醇类汽油用多功能助剂加入醇类汽油后对醇类汽油进行试验,添加的比例(重量)为醇类汽油用多功能助剂:醇类汽油=1:100,试验结果见表5。
表5
从表5可以看出,添加了本实施例制备出的醇类汽油用多功能助剂的醇类汽油各方面性能较好,可代替汽油使用。
对胶质留存量进行检验:检验方法同实施例1,得到胶质留存量为:添加了本醇类汽油用多功能助剂的醇类汽油0.7mg,未添加醇类汽油用多功能助剂的醇类汽油3.5mg。添加了本实施例制备得的醇类汽油用多功能助剂的醇类汽油胶质留存量低,抗氧防胶性能好。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上,然其并非用以限制本发明,任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可做些许的修改和完善,因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。